package com.example.demo.suanfa_2tree;

import org.junit.Test;
import org.w3c.dom.Node;

/**
 * @program: java_base
 * @description: FindFirstIntersectNode  // 找到链表第一个入环节点，如果无环，返回null
 * @author: zhouhongtao
 * @happyCreateTime: 2022/02/25 11:23
 */
public class FindFirstIntersectNodeDemo {

    /**
     * 题目：
     * 给定两个可能有环 可能无环得单链表，
     * 头节点head1和head2
     * 请给出一个函数？
     * 如果两个链表相交，请返回相交得第一个节点；
     * 如果不相交，返回null
     * 要求：
     * 如果两个链表长度和为 N
     * 时间复杂度请达到 O(N)
     * 额外空间复杂度，请达到O(1)
     *
     * 三种情况：
     * 1_两个 6 形状
     * 2_铁锹行，Y把手
     * 3_双耳铁环
     */
    static class Node {
        int value;
        Node next;

        public Node(int value) {
            this.value = value;
        }
    }

    // 入口函数
//    @Test
    public static Node getIntersectNode(Node head1,Node head2){
        if (head1 == null || head2 == null){
            return null;
        }
        // 是否有环
        Node loop1 = getLoopNode(head1);
        Node loop2 = getLoopNode(head2);
        // 无环结构，求相交节点
        if (loop1 == null && loop2 == null) {
            return noLoop(head1, head2);
        }
        if (loop1 != null && loop2 != null){
            return bothLoop(head1, loop1, head2, loop2);
        }
        return null;
    }

    /**
     * head1 和 head2 均存在环结构
     * loop1 和 loop2 为入环点
     * @param head1
     * @param loop1
     * @param head2
     * @param loop2
     * @return
     */
    private static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2) {
        // 判断 环是否有共同入环点？ 相同入环点 Y把铁锹 和 双把铁环
        Node cur1 = null;
        Node cur2 = null;

        // 两种情况：
        // loop1 == loop2 即为 Y型铁锹结构
        if (loop1 == loop2){
            cur1 = head1;
            cur2 = head2;
            int n = 0;
            while (cur1 != loop1){
                n++;
                cur1 = cur1.next;
            }
            while (cur2 != loop2){
                n--;
                cur2 = cur2.next;
            }
            // 长度长得
            cur1 = n > 0 ? head1 : head2;
            // 长度短得
            cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;
            n = Math.abs(n);
            while (n != 0){
                n--;
                cur1 = cur1.next;
            }
            while (cur1 != cur2){
                cur1 = cur1.next;
                cur2 = cur2.next;
            }
            return cur1;
        }else {
            // 如果 loop1 != loop2 双把环状结构 或者 两个 6 结构
            // 查看是否为两个 6 结构
            // 循环loop1 看是否其环上有loop2
            cur1 = loop1.next;
            while(cur1 != loop1){
                if (cur1 == loop2){
                    return loop1;
                }
                cur1 = cur1.next;
            }
            return null;
        }
    }


    // // 找到链表第一个入环节点，如果无环，返回null
    // 如果使用 java.util.Set 容器的话，set 装节点,如果next == null 没有环结构
    // 如果 set 存储过 当前node ，说明有环结构，且第一为入环点
    //
    // 找到链表第一个入环节点，如果无环，返回null

    /**
     * 不使用Set 结构；使用快慢指针
     * 慢走1步，快走2步。
     * 当重合时候，快指针返回head节点。
     * 快走1步，慢走1步，重合位置-->入环点
     *
     * @param head
     * @return 判断是否有环！ 返回入环得第一个节点！
     */
    public static Node getLoopNode(Node head) {
        if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) {
            return null;
        }

        // head 指针 留下
        Node manNode = head.next;
        Node kuaiNode = head.next.next;
        // 指针存在null值得时候，即为无环结构
        while (manNode != kuaiNode) {
            if (kuaiNode.next == null || kuaiNode.next.next == null) {
                return null;
            }
            manNode = manNode.next;
            kuaiNode = kuaiNode.next.next;
        }
        // 找没找到 manNode == kuaiNode？
        kuaiNode = head;
        while (kuaiNode != manNode) {
            kuaiNode = kuaiNode.next;
            manNode = manNode.next;
        }
        return manNode;
    }

    /**
     *
     * @param head1
     * @param head2
     * @return 无环结构： 如果有相交返回  相交得第一个节点
     */
    // 如果两个链表都无环，返回第一个相交节点，如果不想交，返回null
    public static Node noLoop(Node head1, Node head2) {
        if (head1 == null || head2 == null) {
            return null;
        }
        int count1 = 1;

        Node head1F = head1.next;
        while (head1F.next != null) {
            count1++;
            head1F = head1F.next;
        }
        Node head2F = head2.next;
        int count2 = 1;
        while (head2F.next != null) {
            count2++;
            head2F = head2F.next;
        }
        if (head1F != head2F) {
            return null;
        }
        ///   存在焦点
        Node node1 = head1;
        Node node2 = head2;
        if (count1 > count2) {
            for (int i = 0; i < count1 - count2; i++) {
                node1 = node1.next;
            }
        }else if (count1 < count2){
            for (int i = 0; i < count1 - count2; i++) {
                node2 = node2.next;
            }
        }
        while (node1 != node2){
            if (node1.next == node2.next){
                return node1.next;
            }
            node1 = node1.next;
            node2 = node2.next;
        }
        return node1;
    }



    public static void main(String[] args) {
        // 1->2->3->4->5->6->7->null
        Node head1 = new Node(1);
        head1.next = new Node(2);
        head1.next.next = new Node(3);
        head1.next.next.next = new Node(4);
        head1.next.next.next.next = new Node(5);
        head1.next.next.next.next.next = new Node(6);
        head1.next.next.next.next.next.next = new Node(7);

        // 0->9->8->6->7->null
        Node head2 = new Node(0);
        head2.next = new Node(9);
        head2.next.next = new Node(8);
        head2.next.next.next = head1.next.next.next.next.next; // 8->6
        System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);

        // 1->2->3->4->5->6->7->4...
        head1 = new Node(1);
        head1.next = new Node(2);
        head1.next.next = new Node(3);
        head1.next.next.next = new Node(4);
        head1.next.next.next.next = new Node(5);
        head1.next.next.next.next.next = new Node(6);
        head1.next.next.next.next.next.next = new Node(7);
        head1.next.next.next.next.next.next = head1.next.next.next; // 7->4

        // 0->9->8->2...
        head2 = new Node(0);
        head2.next = new Node(9);
        head2.next.next = new Node(8);
        head2.next.next.next = head1.next; // 8->2
        System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);

        // 0->9->8->6->4->5->6..
        head2 = new Node(0);
        head2.next = new Node(9);
        head2.next.next = new Node(8);
        head2.next.next.next = head1.next.next.next.next.next; // 8->6
        System.out.println(getIntersectNode(head1, head2).value);

    }

}
